Apakah itu sentrifugasi? Apakah kaedah yang digunakan? Istilah "sentrifugasi" bermaksud pengasingan zarah cecair atau pepejal bahan kepada pelbagai pecahan menggunakan daya emparan. Pengasingan bahan ini dilakukan melalui penggunaan radas khas - emparan. Apakah prinsip kaedah tersebut?
Prinsip sentrifugasi
Mari kita pertimbangkan definisi dengan lebih terperinci. Emparan ialah kesan ke atas bahan melalui putaran berkelajuan ultra tinggi dalam radas khusus. Bahagian utama mana-mana emparan ialah pemutar, yang mengandungi slot untuk memasang tabung uji dengan bahan yang akan diasingkan kepada pecahan yang berasingan. Semasa putaran pemutar pada kelajuan tinggi, daya emparan mula dimainkan. Bahan yang diletakkan di dalam tabung uji diasingkan kepada bahan yang berbeza mengikut tahap ketumpatan. Contohnya, mengempar sampel air bawah tanah memisahkan cecair dan memendakan pepejal yang terkandung di dalamnya.
Pengarangkaedah
Buat pertama kali diketahui apa itu sentrifugasi, selepas eksperimen yang dijalankan oleh saintis A. F. Lebedev. Kaedah tersebut dibangunkan oleh pengkaji untuk menentukan komposisi air tanah. Sebelum ini, pengendapan cecair diikuti dengan pengasingan sampel pepejal daripadanya digunakan untuk tujuan ini. Perkembangan kaedah sentrifugasi memungkinkan untuk menangani tugas ini dengan lebih cepat. Terima kasih kepada pengasingan ini, adalah mungkin untuk mengekstrak pecahan pepejal bahan daripada cecair dalam bentuk kering dalam masa beberapa minit.
Langkah sentrifugasi
Pesentrifugasi pembezaan bermula dengan pengendapan bahan yang akan disiasat. Pemprosesan bahan sedemikian berlaku dalam tangki pengendapan. Semasa mendap, zarah jirim diasingkan di bawah pengaruh graviti. Ini membolehkan bahan disediakan untuk pengasingan yang lebih baik menggunakan daya emparan.
Selanjutnya, bahan dalam tabung uji ditapis. Pada peringkat ini, apa yang dipanggil gendang berlubang digunakan, yang direka untuk memisahkan zarah cecair daripada pepejal. Semasa aktiviti yang dibentangkan, semua sedimen kekal pada dinding emparan.
Faedah kaedah
Berbanding dengan kaedah lain untuk mengasingkan bahan individu, seperti penapisan atau pengendapan, sentrifugasi memungkinkan untuk mendapatkan mendakan dengan kandungan lembapan minimum. Penggunaan kaedah pengasingan ini memungkinkan untuk mengasingkan penggantungan yang tersebar halus. Hasilnya ialahmendapatkan zarah dengan saiz 5-10 mikron. Satu lagi kelebihan penting sentrifugasi ialah kemungkinan pelaksanaannya menggunakan peralatan dengan jumlah dan dimensi yang kecil. Satu-satunya kelemahan kaedah ini ialah penggunaan tenaga yang tinggi bagi peranti.
Pesentrifugasi dalam biologi
Dalam biologi, pengasingan bahan kepada bahan yang berasingan digunakan apabila perlu untuk menyediakan persediaan untuk pemeriksaan di bawah mikroskop. Sentrifugasi di sini dijalankan pada peranti kompleks - sitorotor. Peranti sedemikian, sebagai tambahan kepada slot untuk tabung uji, dilengkapi dengan pemegang sampel, semua jenis slaid kaca reka bentuk yang kompleks. Kualiti bahan yang diperolehi dan, dengan itu, jumlah maklumat berguna yang boleh diperoleh daripada hasil analisis secara langsung bergantung pada reka bentuk emparan semasa menjalankan penyelidikan dalam biologi.
Pesentrifugasi dalam industri penapisan minyak
Kaedah sentrifugasi amat diperlukan dalam pengeluaran minyak. Terdapat fosil hidrokarbon yang daripadanya air tidak dibebaskan sepenuhnya semasa penyulingan. Sentrifugasi memungkinkan untuk mengeluarkan cecair yang berlebihan daripada komposisi minyak, meningkatkan kualitinya. Dalam kes ini, minyak dilarutkan dalam benzena, kemudian dipanaskan hingga 60 oC, dan kemudian tertakluk kepada daya emparan. Akhir sekali, ukur jumlah baki air dalam bahan dan, jika perlu, ulangi prosedur.
Pengemparan darah
Kaedah ini digunakan secara meluas untuk perubatanmatlamat. Dalam bidang perubatan, ia membolehkan anda menyelesaikan beberapa masalah berikut:
- Mendapatkan sampel darah yang telah disucikan untuk plasmapheresis. Untuk tujuan ini, sel darah diasingkan daripada plasmanya dalam sentrifuge. Pembedahan ini membolehkan darah menyingkirkan virus, antibodi berlebihan, bakteria patogen, toksin.
- Menyediakan darah untuk transfusi penderma. Selepas mengasingkan cecair badan kepada pecahan berasingan melalui sentrifugasi, sel darah dikembalikan kepada penderma, dan plasma digunakan untuk transfusi atau dibekukan untuk kegunaan kemudian.
- Pengasingan jisim platelet. Bahan ini diperoleh daripada plasma darah yang diperkaya dengan platelet. Jisim yang terhasil digunakan dalam jabatan pembedahan dan hematologi institusi perubatan, dalam terapi kecemasan, bilik operasi. Penggunaan jisim platelet dalam perubatan memungkinkan untuk meningkatkan pembekuan darah pada mangsa.
- Sintesis jisim eritrosit. Sentrifugasi sel darah berlaku dengan pemisahan halus pecahannya mengikut teknik khas. Jisim siap, kaya dengan eritrosit, digunakan untuk transfusi sekiranya kehilangan darah, operasi. Jisim eritrosit sering digunakan untuk merawat anemia dan penyakit darah sistemik yang lain.
Dalam amalan perubatan moden, banyak peranti generasi baharu digunakan, yang memungkinkan untuk memecut dram berputar ke kelajuan tertentu dan menghentikannya pada saat tertentu. Ini membolehkan anda memisahkan darah dengan lebih tepat kepada sel darah merah, platelet, plasma, serum danbeku. Cecair badan lain diperiksa dengan cara yang sama, khususnya, bahan dalam komposisi air kencing diasingkan.
Empar: jenis utama
Kami telah mengetahui apa itu sentrifugasi. Sekarang mari kita ketahui peranti yang digunakan untuk melaksanakan kaedah tersebut. Emparan sama ada tertutup atau terbuka, dengan pemacu mekanikal atau manual. Bahagian kerja utama peranti terbuka manual ialah paksi berputar yang terletak secara menegak. Di bahagian atasnya, bar dipasang secara berserenjang, di mana lengan logam boleh alih terletak. Mereka mengandungi tabung uji khas, menyempit di bahagian bawah. Bulu kapas diletakkan di bahagian bawah lengan, yang memungkinkan untuk mengelakkan kerosakan pada tabung uji kaca yang bersentuhan dengan logam. Seterusnya, radas digerakkan. Selepas beberapa lama, cecair dipisahkan daripada pepejal terampai. Selepas itu, emparan manual dihentikan. Mendakan padat dan pepejal tertumpu di bahagian bawah tabung uji. Di atasnya adalah bahagian cecair bahan.
Empar jenis tertutup mekanikal mempunyai sejumlah besar lengan untuk menampung tabung uji. Peranti sedemikian lebih mudah daripada yang manual. Rotor mereka digerakkan oleh motor elektrik berkuasa dan mampu memecut sehingga 3000 rpm. Ini memungkinkan untuk melakukan pengasingan yang lebih baik bagi bahan cecair daripada bahan pepejal.
Ciri penyediaan tiub semasa sentrifugasi
Tiub yang digunakan untuksentrifugasi, mesti diisi dengan bahan ujian jisim yang sama. Oleh itu, skala ketepatan tinggi khas digunakan untuk pengukuran di sini. Apabila mengimbangi berbilang tiub dalam emparan diperlukan, teknik berikut digunakan. Selepas menimbang sepasang bekas kaca dan mencapai jisim yang sama, salah satu daripadanya dibiarkan sebagai piawai. Tiub berikutnya diseimbangkan dengan sampel ini sebelum diletakkan di dalam radas. Teknik ini mempercepatkan kerja dengan ketara jika perlu menyediakan keseluruhan siri tiub untuk sentrifugasi.
Perlu diingat bahawa terlalu banyak bahan ujian tidak pernah diletakkan di dalam tabung uji. Bekas kaca diisi sedemikian rupa sehingga jarak ke tepi sekurang-kurangnya 10 mm. Jika tidak, bahan akan mencurah keluar dari tabung uji di bawah pengaruh daya emparan.
Supercentrifuge
Untuk mengasingkan konstituen ampaian yang sangat halus, emparan manual atau mekanikal konvensional tidak mencukupi. Dalam kes ini, kesan yang lebih mengagumkan pada bahan dari daya emparan diperlukan. Supercentrifuge digunakan dalam pelaksanaan proses tersebut.
Peranti pelan yang dibentangkan dilengkapi dengan dram buta dalam bentuk tiub diameter kecil - tidak lebih daripada 240 mm. Panjang dram sedemikian jauh melebihi keratan rentasnya, yang memungkinkan untuk meningkatkan bilangan pusingan dengan ketara dan mencipta daya emparan yang kuat.
Dalam supercentrifuge, bahan ujian memasuki dram, bergerak di sepanjang tiub dan mengenai pemantul khas yang dibuangbahan pada dinding peranti. Terdapat juga ruang yang direka untuk pengeluaran berasingan cecair ringan dan berat.
Faedah supercentrifuge termasuk:
- ketat mutlak;
- kadar pemisahan tertinggi;
- saiz padat;
- kemungkinan mengasingkan bahan pada tahap molekul.
Sebagai penutup
Jadi kami mengetahui apa itu sentrifugasi. Pada masa ini, kaedah ini mendapati penggunaannya apabila perlu untuk mengasingkan sedimen larutan, membersihkan cecair, dan memisahkan komponen bahan aktif biologi dan kimia. Ultracentrifuge digunakan untuk mengasingkan bahan pada tahap molekul. Kaedah sentrifugasi digunakan secara aktif dalam industri kimia, minyak, nuklear, makanan, serta dalam bidang perubatan.
